全石墨质阴极电解槽在铝电解中的研究及应用

为响应国家“双碳”战略,适应国家能耗双控政策,针对能耗偏高的问题,致力于高效节能型试验槽的探索。通过改变阴极炭块材质、调整筑炉工艺、强化保温性能以及优化工艺控制,成功应用全石墨质阴极铝电解工业试验槽。试验槽与同期启动的正常槽相比,节能效果显著,平均电压降低13 mV,电流效率提高0.6%,直流电耗降低了126 kWh/t·Al。

过热度和电流密度对半石墨质阴极低温电解膨胀性能的影响

采用改进型阴极电解膨胀率测试仪,研究低温电解质[K3AlF6/Na3AlF6]-AlF3-Al2O3中电流密度和过热度对半石墨质阴极电解膨胀性能的影响,并对阴极的电解膨胀性能进行数值化表征。结果表明:金属K和Na由表及里渗透进入阴极内部;随着过热度和电流密度的增大,阴极电解膨胀率均呈增大趋势;当电解质过热度由10℃升高至50℃时,阴极电解膨胀率由1.41%增大至2.10%;随电流密度的增大阴极电解膨胀率呈现出不同的增幅;当电流密度小于0.4A/cm2或大于0.7A/cm2时,阴极电解膨胀率均明显增大;而当电流密度在0.4A/cm2到0.7A/cm2之间变化时,阴极电解膨胀率相对恒定、增幅最小;数学模型中引入的参数可用于表征阴极的电解膨胀及低温电解质中阴极抗K和Na渗透性能;低温电解时,降低熔体过热度、选择合适的阴极电流密度均可减小金属K和Na对阴极的破坏作用。

电解质渗透对铝电解石墨质阴极材料高温导电性的影响

测试了半石墨质(HC35)和全石墨质(HC100)两种工业阴极碳块在铝电解前后的高温电阻率。结果表明,电解前,由于热膨胀引起的有关孔隙结构参数变化影响阴极材料电阻率;电解时,钠和电解质渗透亦影响阴极电阻率。孔隙平均直径和连通率越大、曲折度越小,越有利于钠和电解质的渗透,电解前后阴极材料电阻率变化也越大。

石墨化和50%石墨质阴极铝电解槽指标与磁流体稳定性特征对比分析

石墨化阴极炭块以其优良的性能品质在铝电解槽节能、提效和环境友好等方面起着重要作用,在国外铝企得到广泛的工业应用。本文是石墨化阴极炭块应用的一次工业探索。通过大量生产数据对比分析发现石墨化电解槽的电流效率高出石墨质电解槽1.46%左右,直流电耗低~200 kWh/t-Al。极限磁流体稳定性特征分析表明槽电压相同的情况下石墨化电解槽的平均极距高出石墨质电解槽约1.2 mm,极距分布明显好于石墨质电解槽,其抗干扰能力高于石墨质电解槽。

石墨化和全石墨质阴极材料在350kA铝电解系列中的应用

结合铝电解生产实际,在阴极压降、电压、铝水平、电流分布、炉底钢板温度、电流效率和电耗方面对比了石墨化和全石墨质阴极材料在350kA铝电解系列中的应用情况,用石墨化阴极的电耗比用全石墨质阴极的电耗低。

石墨化和50%石墨质阴极炭块在500 kA预焙铝电解槽生产实践中的应用对比

本文对40台石墨化阴极炭块电解槽和40台50%石墨质阴极炭块电解槽在保持工艺技术条件一致的情况下包括日氟盐次数、日氟盐量、日下料量等一系列运行参数、三钢温度以及槽膛内型进行了生产数据收集。通过对以上数据进行经济技术指标对比分析,结果认为和50%石墨质阴极炭块电解槽相比,石墨化阴极炭块电解槽生产运行稳定、电流效率高、电耗低、寿命长以及应用性价比更高。

电解铝全石墨质阴极电解槽节电技改效果

介绍了本公司对300kA系列电解槽进行了技术改造,在保持原有槽型、母线配置、电解槽内衬中窄加工面及选用氮化硅结合碳化硅侧块及干式防渗料等优点的前提下,采用石墨化阴极炭块更换原有的半石墨质炭块以及优化槽密闭排风系统,达到节能降耗的目的。

全石墨质阴极炭块实验与研究

介绍了实验室选定骨料配方、确定粘结剂配入量和工艺条件研制全石墨质阴极炭块,同时将所制得工业试验块和国外同类产品性能进行了比较。结果表明,除气孔率外,工业试验炭块完全达到了研制目标要求。

全石墨质阴极在300KA电解槽应用实践

为响应国家“双碳”战略,适应国家能耗双控政策更高更严要求,某企业在300KA电解槽开展全石墨质阴极铝电解工业应用并取得了较好的技术指标和经济效益。其中全石墨质阴极电解槽直流电耗达到了12302kwh/t-Al,实现了较好的节能降耗效果。

半石墨质阴极炭块在铝电解槽上的应用

通过对普通炭块的理化指标和半石墨质阴极炭块的理化指标的对比,介绍了在铝电解槽上使用半石墨质阴极炭块,有利于延长槽寿命,提高电流效率,降低炉底压降,节约电能。

全石墨质阴极磷生铁浇铸铝电解节能技术工业试验研究

为实现铝电解节能降耗,某企业采用全石墨质阴极和高导电阴极钢棒磷生铁浇铸方式来降低炉底压降,降低电解槽内水平电流来提高电流效率,同时优化电解槽的内衬结构、电压平衡和能量平衡等方面来匹配全石墨质阴极电解槽低电压高效运行。在某企业300kA系列电解槽进行全石墨质阴极铝电解节能技术工业试验,结果表明全石墨质阴极铝电解节能技术试验槽阴极压降可稳定保持在200-220mV,较50%石墨质阴极电解槽低40-50mV。正常期全石墨质电解槽较50%石墨质电解槽平均电压降低69mV,电流效率提高1.29%,吨铝直流电耗降低521kWh/t-Al,能耗大幅降低。

小发路无烟煤制备半石墨质阴极炭块的研究与展望

我国铝电解技术在工业化电解槽容量方面已赶上世界水平，但在电解槽使用寿命、单位面积的产量和能量效率方面差距很大。缩小这种差距的重要措施之一就是采用高品质的阴极炭块作为电解槽内衬材料。因此，研究开发高品质阴极炭块是我国铝行业及碳素行业的当务之急。本文就昭通小发路优质无烟煤电煅料作为无烟煤基炭块主要原料，通过优化电煅料度配比、主要辅料及粘结剂的最佳配入比例，控制物料混捏温度、焙烧工艺等参数的最佳化，制备市场急需的铝电解用半石墨质阴极炭块。

全石墨质铝用阴极炭块的研制与应用

通过对全石墨质阴极炭块生产用原料的选择、生产配方的选用、黏结剂用量及生产工艺参数确定等方面的探讨,成功地开发出了全石墨质铝用阴极炭块。将所制得工业试验块应用于306kA电解槽实验,结果表明,工业试验炭块完全达到了研制目标,并优于国外同类产品性能,节电效果显著。

改善半石墨质铝用阴极炭砖质量的有效途径

通过阴极炭砖各生产工序的工艺实践。

低钾含量低温电解质中阴极电解膨胀研究

以钠冰晶石-钾冰晶石混合体系作为研究对象,测量半石墨质阴极电解膨胀率。研究结果表明:随着AlF3含量的增加,阴极电解膨胀率逐渐降低,且随着AlF3含量的增加,对半石墨质阴极膨胀的影响也加剧了。随着钾含量的增加,半石墨质阴极膨胀率增大,随着钾冰晶石含量的增加,对半石墨质阴极膨胀率的影响是先加剧后减弱。

我国铝用阴极材料的生产及发展趋势

本文总结了我国铝用阴极材料的生产现状及发展方向。石墨含量为30%、50%的石墨质阴极炭块是我国铝用阴极炭块的主导产品,石墨化阴极炭块已在300KA、400k A电解槽系列上得到了工业应用,越来越多的电解铝厂采用了环保且易于施工并能保证筑炉质量的冷捣糊砌筑电解槽。本文提出我国大型铝电解槽铝用阴极材料的发展方向是:采用抗电解质侵蚀能力强、导热导电性能好的石墨化阴极炭块、高石墨质阴极炭块以及高质量环保冷捣糊。

石墨碎含量对阴极质量影响的研究

通过实验室、半实验室、工业试验,制备了不同石墨碎含量阴极样品并进行了研究,建立了不同石墨碎含量阴极炭块质量指标曲线,分析了不同石墨碎含量对阴极各项质量指标的影响。